Вениамин Васильевич Алексеев родился 3 июля 1934 года в посёлке (ныне — город) Могоча, центре Могочинского района (тогда входил в состав Читинской области Восточно-Сибирского края,сейчас — в состав Забайкальского края).
В 1959 году окончил с отличием историко-филологический факультет Иркутского университета и был оставлен в аспирантуре при кафедре истории СССР, которую окончил в 1962 году. Был секретарём комитета ВЛКСМ ИГУ. Затем переехал в Новосибирск, где работал ассистентом, доцентом Новосибирского университета; с 1971 года — старший научный сотрудник, заместитель директора Института истории, филологии и философии СО АН СССР.
В 1964 году защитил диссертацию «История электрификации Восточной Сибири» на соискание учёной степени кандидата исторических наук, в 1974 году — диссертацию «Электрификация Советской Сибири (1917-1970)» на соискание учёной степени доктора исторических наук.
В 1979 году В. В. Алексееву присвоено учёное звание профессора.
С 1988 года — основатель и директор (до 2013 года) Института истории и археологии Уральского отделения АН СССР (РАН).
В 1991—2013 годах был заместителем председателя УрО РАН и председателем Объединённого учёного совета по гуманитарным наукам.15 декабря 1990 года В. В. Алексеев был избран членом-корреспондентом АН СССР (с 1991 году — РАН) по Отделению истории (история СССР). 29 мая 1997 года его избрали действительным членом РАН по Отделению истории (российская история).
С 2014 года — советник РАН.Дочь — историк Е. В. Алексеева (род. 1967). Основной областью научных интересов В. В. Алексеева стала история России.
В его исследованиях рассмотрен широкий круг исторических проблем, внесён значительный вклад в изучение процессов социальной трансформации российского общества и взаимодействия хода его модернизации и региональной динамики на протяжении XVIII — XX веков, изучена роль энергетического фактора в истории общества. Выявлены основные факторы, тенденции и этапы индустриального и социально-демографического развития Азиатской части России, проанализированы характерные для отдельных регионов и исторических эпох модели регионального управления, исследованы вопросы соотнесения региональной специфики с общенациональными стратегическими интересами и взаимодействия модернизационных процессов на макро- и микроуровнях.В. В. Алексеев сформулировал задачи изучения советского ядерного комплекса как феномена мобилизационной экономики, занимался изучением причин распада СССР, анализом дискуссионных проблем гибели семьи Николая II.В. В. Алексеевым опубликовано более 600 научных работ, в том числе — ряд монографий на русском и иностранных языках. Им подготовлено свыше 30 кандидатов исторических наук, 20 из которых позже защитили докторские диссертации.